Científicos que quieren cambiar la tabla periódica

La tabla periódica de los elementos, creada principalmente por el químico ruso Dmitry Mendeleev (1834-19079), celebró 150 años el año pasado.

Sería difícil sobreestimar su importancia como principio organizador de la química: todos los químicos novatos lo conocen desde las primeras etapas de su educación.

Dada la importancia de la tabla, es comprensible que piense que el orden de los elementos ya no es un tema de discusión.

Sin embargo, dos investigadores de Rusia en Moscú han publicado recientemente una propuesta Nuevo orden.

Consideremos primero cómo se desarrolló la tabla periódica.

A finales del siglo XVIII, los químicos tenían claro un elemento y compuesto: los elementos eran químicamente indivisibles (ejemplos son el hidrógeno y el oxígeno), mientras que los compuestos constaban de dos o más elementos juntos, con propiedades bastante diferentes a las de sus componentes.

A principios del siglo XIX, había buena evidencia circunstancial átomos.

Y en la década de 1860, era posible enumerar productos conocidos en una lista en su orden Masa atómica relativa (por ejemplo, el hidrógeno era 1 y el oxígeno 16).

Las listas simples son, por supuesto, de naturaleza unidimensional.

Pero los químicos sabían que ciertos elementos tenían propiedades químicas similares: por ejemplo, litio, sodio y potasio, o cloro, bromo y yodo.

Algo parecía repetirse por sí solo, y colocando elementos químicamente similares juntos, se podía construir una mesa. bidimensional. Esto creó una tabla periódica.

Es importante señalar que la tabla periódica de Mendeleev se obtuvo empíricamente a partir de las similitudes químicas observadas de ciertos elementos.

No fue hasta principios del siglo XX, cuando se estableció la estructura del átomo, y después del desarrollo de la teoría cuántica, que surgió una comprensión teórica de su estructura.

Los elementos ahora estaban ordenados número atómico (el número de partículas cargadas positivamente llamadas protones en el núcleo atómico) en lugar de la masa atómica, pero también sobre la base de similitudes químicas.

Pero este último se deriva ahora de la disposición de los electrones, que se repite en el llamado En “conchas” a intervalos regulares.

En una década 1940, la mayoría de los libros de texto tenían una tabla periódica similar a la que vemos hoy, como se muestra en la siguiente figura.

Uno pensaría que esto resolvería el problema. Sin embargo, éste no es el caso.

Una simple búsqueda en Internet lo revelará Hay todo tipo de versiones tabla periódica.

Existen versiones cortas, largas, redondas, en espiral e incluso versiones tridimensionales.

Muchos de ellos son simplemente diferentes formas de colocar la misma información, pero desacuerdos sobre dónde se deben colocar algunos elementos.

La ubicación exacta de ciertos elementos depende de dónde caracteristicas en particular, queremos destacar.

Así, una tabla periódica que prioriza la estructura electrónica de los átomos se diferencia de las tablas cuyo criterio principal son determinadas propiedades físicas o químicas.

Estas versiones no difieren mucho, pero hay ciertos elementos (hidrógeno, por ejemplo) que se colocarían en un lugar completamente diferente según la característica que quieras enfatizar.

Algunos tableros lo ponen en el grupo 1, mientras que otros lo ponen en el grupo 17, y algunos incluso lo ponen en el grupo individual.

Sin embargo, de manera más radical, también podemos considerar organizar los elementos de una manera muy diferente que no signifique un número atómico o que refleje una estructura electrónica y regrese a una lista unidimensional.

El último intento de organizar objetos de esta manera se publicó recientemente en la revista Revista de química física investigadores Zahed Allahyari y Artem Oganov.

Su propuesta, basada en el trabajo previo de otros investigadores, es definir para cada elemento un llamado Número de Mendeleev (MN).

Hay varias formas de obtener esta cifra, pero el último estudio utiliza una combinación de dos cantidades de referencia directamente medibles: radio atómica elemento y propiedad llamados electronegatividad, que describe la fuerza con la que un átomo atrae electrones hacia sí mismo.

Si ordena elementos con un MN, los vecinos más cercanos sorprendentemente tendrán MN bastante similares.

Pero es más útil ir un paso más allá y construir una cuadrícula bidimensional basada en el MN de los elementos que componen los llamados “compuestos binarios”.

Estos son compuestos que constan de dos elementos, como cloruro de sodio, NaCl.

¿Cuáles son los beneficios de este enfoque? Poder ayudar predice las propiedades de compuestos binarios que aún no se han creado.

Esto es útil al buscar Nuevos materiales probablemente sea necesario para la tecnología actual y futura.

Con el tiempo, esto sin duda se extenderá a compuestos con más de dos elementos.

Un buen ejemplo de la importancia de encontrar nuevos materiales se puede ver observando la tabla periódica en la siguiente figura.

Esta mesa no es solo una imagen abundancia relativa productos (cuanto más grande es la caja para cada producto, más hay), pero también destaca los posibles problemas de entrega relacionados con tecnologías que se han vuelto omnipresentes y esenciales en la vida cotidiana.

Tome los teléfonos móviles, por ejemplo. Todos los elementos utilizados en su fabricación están marcados con un icono de teléfono y se puede observar que los distintos elementos necesarios se van volviendo pobre, su suministro futuro es incierto.

Si planeamos desarrollar materiales sustitutos que eviten el uso de ciertos productos, la información obtenida del producto que clasificaron por MN puede ser valiosa en esa búsqueda.

Después de 150 años, podemos ver que las tablas periódicas no solo son una herramienta educativa importante, sino que siguen siendo útiles para los investigadores. busque nuevos materiales esenciales.

Pero no deberíamos pensar en nuevas versiones para reemplazar las actuaciones anteriores.

El uso de muchas tablas y listas diferentes solo profundiza nuestra comprensión del comportamiento de los objetos.

DEnormando es lo que enseñaimica en la Universidad de Bristol, Reino Unido.

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